叶巴滩坝址深部破裂岩体特征及对拱坝稳定的影响

深部破裂在中国西部深切峡谷地区的岸坡深部岩体内广泛发育,其工程地质特性与发育分布特征对坝基岩体安全稳定具有重要影响。以叶巴滩坝址区岩体内深部破裂为研究对象,通过分析拱坝附近岩体深部破裂发育基本特征与工程地质特性,对深部破裂成因进行探讨。在此基础上,采用投影统计实测法分析了深部破裂发育程度与岩体连通率的相互关系,揭示了深部破裂带位置岩体节理裂隙形成的新潜在滑移面的特征;基于JRC-JCS模型与Mohr-Coulomb强度准则,推导了一种考虑结构面起伏、节理裂隙和岩桥强度参数以及作用在岩体剪切面上的压应力等因素的非贯通性滑面参数取值方法。以2760 m拱圈高程附近典型中等与强烈深部破裂为例,采用工程地质稳定评价方法与有限元法分析了中等与强烈深部破裂对拱坝稳定的影响。研究表明:深部破裂节理裂隙优势产状方向大致与河流走向一致,其倾角以中陡倾为主,当强烈或中等深部破裂带穿过不稳定块体时,可与构成滑移面的断层等结构面共同形成新的不稳定滑移体;不同类型深部破裂带中节理裂隙对岩体连通率及其岩体力学指标具有显著不同影响;深部破裂对岩体内的应力传递具有削弱或阻隔作用;左岸2760 m高程抗力体内的强烈与中等深部破裂对该处不稳定体内的局部变形影响较大,建议采用灌浆加固或置换处理。

叶巴滩水电站拱坝坝肩深部卸荷带影响研究

针对叶巴滩拱坝左右坝肩内存在的深部卸荷带等不良地质缺陷,采用地质力学模型试验超载法,对叶巴滩2 750 m高程拱坝和坝肩的工作性态开展平面地质力学模型试验研究。通过试验获得拱坝、坝肩及深部卸荷带的变形特性和破坏形态,探明了深部卸荷带对拱坝和坝肩的工作性态的影响,揭示了工程的薄弱部位。研究表明深部卸荷带对拱坝和坝肩的工作性态有明显影响,其影响程度与强松弛IVs类岩体所处位置及与拱端附近断层的组合作用有关。位于左坝肩强松弛IVs类岩体对拱坝和坝肩的变位、拱推力的传递影响较大,位于右坝肩的断层f29(f74)对坝肩稳定有明显影响。对左右坝肩内的这些薄弱部位需采取相应的加固措施,以改善拱坝和坝肩的工作性态。

叶巴滩高拱坝坝肩稳定分析及其加固效果评价

叶巴滩高拱坝地质条件复杂,坝体与坝肩的稳定安全问题突出,工程安全性评价及加固处理方案的确定至关重要。采用数值计算分析了叶巴滩拱坝在天然地基条件下的坝肩稳定,并针对揭示的薄弱环节提出加固措施。对加固后的拱坝进行有限元计算及三维地质力学模型试验,综合评价坝肩整体稳定安全性及加固措施的有效性。研究结果表明:天然地基条件下的坝体与坝肩变位较大,并呈现明显左右不对称特性,拱端附近发育的软弱结构面相互错动,对坝肩稳定起控制性作用。坝肩主要结构面加固后,坝体及坝肩变位减小,对称性得到明显改善,坝肩承载力及稳定性得到有效提高,表明所采取的处理措施对拱坝受力变形和坝肩稳定起到良好的加固作用。

含深卸荷岩体拱坝坝肩变形特性及稳定分析

叶巴滩拱坝作为混凝土双曲拱坝,坝高达到217 m,坝址区断层、挤压破碎带密布交错,且两坝肩在各高程范围均有深卸荷岩体分布,特别是在2 750 m高程,左右坝肩均存在强烈松弛岩体,由于其自身强度较低,可压缩性较强,对工程的稳定安全存在较大影响。针对上述问题,本文以地质力学模型试验为研究方法,对含深卸荷岩体的坝肩稳定及变形特性开展研究。首先建立叶巴滩拱坝2 750 m高程平面地质力学模型,通过超载法试验获得坝体变位和应变、坝肩及抗力体变位分布规律以及模型破坏过程和失稳形态等,数据分析得到起裂超载安全系数K1为1.6～1.8、非线性变形超载安全系数K2为2.4～2.6、极限超载安全系数K3为3.8～4.2,揭示了深卸荷岩体变形特性及对拱坝工作性态的影响。对试验数据的综合分析得出,在叶巴滩拱坝2 750 m高程中,左岸松弛带Ⅳs类岩体距离拱端更近,变形较右岸更大,对变位、荷载的传递具有更加明显的衰减作用,对工程稳定安全的不利影响作用显著。

叶巴滩水电站典型地质问题处理措施研究

拱坝坝体基础联合受力的特性决定了拱坝对基础要求相对较高。然而,天然坝基往往存在发育断层等地质缺陷,寻找合适的基础处理措施成为水电工程建设中的一项重要内容。本文以叶巴滩水电站为例,由于其拱坝典型地质缺陷为坝踵区域F 2断层和两岸深卸荷松弛岩带,通过数值分析计算、工程类比方法,对比灌浆、不同置换深度对坝体应力变形影响,确定对坝踵区域断层采取置换、深卸荷带灌浆并增设贴角的综合加固措施,运用三维线弹性有限元法分析,经综合基础加固措施拱坝工作性态分析,定量分析评价了处理措施的效果,以期供类似工程参考。